package cn.com.algorithm.sort;

import edu.princeton.cs.algs4.StdOut;

/**
 * 希尔排序
 * 一种基于插入排序的快速的排序算法，交换不相邻的元素以对数组的局部进行排序， 并最终用插入排序将局部有序的数组排序
 * 1. h 有序数组：使数组中任意间隔为 h 的元素都是有序的
 * 2. 实现希尔排序的一种方法是对于每个 h， 用插入排序将 h 个子数组独立地排序
 * 3. 希尔排序更高效的原因是它权衡了子数组的规模和有序性
 * 4. 希尔排序比插入排序和选择排序要快得多， 并且数组越大， 优势越大
 * 5. h = N/3 ... 364, 121, 40, 13, 4, 1（递增序列），递增序列的选取会影响希尔排序的性能
 */

public class Shell {
    public static void sort(Comparable[] a) {
        int N = a.length;
        int h = 1;
        while(h < N/3)
            h = h * 3 + 1;
        while(h >= 1) {
            for(int i = h;i < N;i++) {
                for(int j = i;j >= h && less(a[j], a[j-h]);j -= h)
                    exch(a, j, j-h);
            }
            h /= 3;
        }
    }

    /**
     * 比较元素
     * @param v
     * @param w
     * @return
     */
    private static boolean less(Comparable v, Comparable w) {
        return v.compareTo(w) < 0;
    }

    /**
     * 将元素交换位置
     * @param a
     * @param i
     * @param j
     */
    private static void exch(Comparable[] a, int i, int j) {
        Comparable t = a[i];
        a[i] = a[j];
        a[j] = t;
    }

    private static void show(Comparable[] a) { // 在单行中打印数组
        for (int i = 0; i < a.length; i++)
            StdOut.print(a[i] + " ");
        StdOut.println();
    }

    public static boolean isSorted(Comparable[] a) { // 测试数组元素是否有序
        for (int i = 1; i < a.length; i++)
            if (less(a[i], a[i - 1])) return false;
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Integer[] a = {1,3,4,2,9,6,5,8,7,10};
        sort(a);
        assert isSorted(a);
        show(a);
    }
}
